[发明专利]一种严重非均匀环境中的自适应信号检测方法与系统

说明书

本发明公开了一种严重非均匀环境中的自适应信号检测方法：构造待检测数据向量、信号矩阵和训练样本矩阵；根据信号矩阵构造信号正交矩阵；利用训练样本矩阵构造采样协方差矩阵；利用采样协方差矩阵构造白化矩阵；利用白化矩阵对待检测数据向量、信号矩阵和信号正交矩阵进行白化处理；利用白化处理后的数据构造中间变量；利用中间变量构造检测统计量；利用检测统计量和虚警概率确定检测门限；比较检测统计量与检测门限之间的大小，并判决目标是否存在。本发明能够适用于子空间信号的检测，能够较好抑制严重非均匀杂波，简化了检测流程，大大降低了检测器的计算复杂度。本发明还提供了相应的严重非均匀环境中的自适应信号检测系统。

技术领域

本发明属于信号检测技术领域，更具体地，涉及一种严重非均匀环境中的自适应信号检测方法与系统。

背景技术

目标检测一直是雷达最重要功能之一。随着雷达技术的不断进步和发展，雷达的分辨力不断提升，相应的距离分辨单元尺寸越来越小，因此每个距离单元中的强散射点的个数逐渐变少，增加了杂波环境的非均匀特性。此外，由于雷达探测环境中的崇山峻岭、高大人造建筑、地海交接等因素的影响，雷达接收数据往往呈现出严重的非均匀特性，即：不同距离单元的回波特性各不相同，这给雷达探测性能的发挥带来了极大影响。

传统雷达在严重非均匀环境中的目标检测方法一般先挑选具有相同或相近统计特性的训练样本，然后再利用这些训练样本进行杂波抑制，最后采用恒虚警处理。可以看出，上述常规检测方法采用的分步级联的检测方法，流程复杂、效率低下，而且检测性能不佳。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种严重非均匀环境中的自适应信号检测方法，用以克服现有技术中目标检测性能低的问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种严重非均匀环境中的自适应信号检测方法，包括以下步骤：

步骤1：构造待检测数据向量、信号矩阵和训练样本矩阵；

步骤2：根据所述信号矩阵构造信号正交矩阵；

步骤3：利用所述训练样本矩阵构造采样协方差矩阵；

步骤4：利用所述采样协方差矩阵构造白化矩阵；

步骤5：利用所述白化矩阵对所述待检测数据向量、信号矩阵和信号正交矩阵进行白化处理；

步骤6：利用所述白化处理后的数据构造中间变量；

步骤7：利用所述中间变量构造检测统计量；

步骤8：利用所述检测统计量和虚警概率确定检测门限；

步骤9：比较所述检测统计量与所述检测门限之间的大小，并判决目标是否存在。

优选地，所述步骤1中，构造的待检测数据向量、信号矩阵和训练样本矩阵分别表示为、和，三者的维数分别为、和，其中，为系统通道数，表示信号子空间的维数，表示训练样本的个数。

优选地，所述步骤2中，根据所述信号矩阵构造信号正交矩阵通过下式实现：

其中，的维数为，为的后列，为信号矩阵奇异值分解的左酉矩阵，即：对矩阵做奇异值分解得到，其中为维左奇异值矩阵，为维对角矩阵，为维右奇异值矩阵，上标表示共轭转置。

优选地，所述步骤4中，利用所述采样协方差矩阵构造的白化矩阵为

其中，为的特征值分解，为对角矩阵，为的特征矩阵，，为的个特征值，表示对角矩阵。

优选地，所述步骤5中，利用所述白化矩阵对待检测数据向量、信号矩阵和信号正交矩阵进行白化处理分别通过下面三个式子实现

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